RU2771638C1 - Assessment of the development of ablation by the irreversible electroporation method based on the amplitude of measured biopolar signals - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: group of inventions relates to medicine, namely, to a method for assessing the development of ablation with irreversible electroporation and to a system for implementation thereof. A pair of electrodes of an ablative catheter is therein connected to the target tissue. A first bipolar signal with a first amplitude is received from the pair of electrodes at the first stage of the ablation procedure. The reception at the first stage includes receiving the first bipolar signal before applying an irreversible electroporation (IRE) pulse to the target tissue. A second bipolar signal with a second amplitude is received from the pair of electrodes at the second stage of the ablation procedure. The reception at the second stage includes receiving the second bipolar signal after applying an IRE pulse to the target tissue. The effectiveness of the ablation procedure is assessed based on the first and second amplitudes. The effectiveness assessment involves displaying (i) a first numerical difference between the first and second amplitudes and/or (ii) a second numerical difference between the second amplitude and the target threshold value.

EFFECT: accurate indication of execution of ablation is provided due to the visual indication of the development of the ablation procedure at each site with optimisation of the amount of IRE pulses applied to the tissue, thus the safety of the method for the patient is increased and the cycle of the ablation procedure is shortened; displaying the value of difference between the measured amplitude and the threshold value provides a possibility of controlling the application of pulses to the corresponding pairs of electrodes to form uniform damage along the target tissue at the site of ablation; indication of the difference between the amplitudes measured on the same pair of electrodes provides a possibility of visualising the effectiveness and rate of development of ablation in the area measured by one pair of electrodes, compared with the area measured by another pair of electrodes.

16 cl, 3 dwg

Description

Область применения изобретенияScope of the invention

Настоящее изобретение относится по существу к процедурам абляции ткани, и в частности к способам и системам для оценивания параметров при процедурах абляции методом необратимой электропорации.The present invention relates per se to tissue ablation procedures, and in particular to methods and systems for estimating parameters in irreversible electroporation ablation procedures.

Предпосылки создания изобретенияPrerequisites for the creation of the invention

В данной области известны различные технологии отслеживания развития абляции ткани с использованием данного электрода.Various techniques are known in the art for tracking the development of tissue ablation using this electrode.

Например, в патенте США № 10,342,606 описана высокочастотная абляция ткани тела с использованием охлажденного высокочастотного электрода, соединенного с высокочастотным генератором, включая компьютерную графическую систему управления и автоматический контроллер для управления выходным сигналом генератора, и выполненные с возможностью отображения измеренного параметра, относящегося к процессу абляции, на графическом дисплее в режиме реального времени и визуального отслеживания изменения параметра выходного сигнала, управляемого контроллером во время процесса абляции.For example, US Pat. No. 10,342,606 describes high frequency ablation of body tissue using a cooled high frequency electrode connected to a high frequency generator, including a computer graphics control system and an automatic controller to control the output of the generator, and configured to display a measured parameter related to the ablation process, on a graphic display in real time and visual tracking of the change in the output signal parameter controlled by the controller during the ablation process.

Изложение сущности изобретенияStatement of the Invention

В примере осуществления настоящего изобретения, описанном в настоящем документе, предложен способ, включающий связывание по меньшей мере пары электродов абляционного катетера с целевой тканью; на первой стадии процедуры абляции принимают первый биполярный сигнал, имеющий первую амплитуду, от пары электродов; на второй стадии процедуры абляции принимают второй биполярный сигнал, имеющий вторую амплитуду, от пары электродов; оценивают по меньшей мере параметр, указывающий на развитие процедуры абляции, на основании первой и второй амплитуд.In the exemplary embodiment of the present invention described herein, a method is provided, comprising bonding at least a pair of ablation catheter electrodes to a target tissue; in the first stage of the ablation procedure, a first bipolar signal having a first amplitude is received from a pair of electrodes; in the second stage of the ablation procedure, a second bipolar signal having a second amplitude is received from a pair of electrodes; assessing at least a parameter indicative of the progress of the ablation procedure based on the first and second amplitudes.

В некоторых примерах осуществления оценивание параметра включает отображение первой и второй амплитуд на одном и том же графике. В других примерах осуществления отображение первой и второй амплитуд включает отображение первого столбика, указывающего первую амплитуду, и второго столбика, указывающего вторую амплитуду, на одном и том же графике. В других примерах осуществления способ включает прием дополнительного первого биполярного сигнала, имеющего дополнительную первую амплитуду, и дополнительного второго биполярного сигнала, имеющего дополнительную вторую амплитуду, от дополнительной пары электродов абляционного катетера, и способ дополнительно включает отображение дополнительного первого столбика, указывающего дополнительную первую амплитуду, и дополнительного второго столбика, указывающего дополнительную вторую амплитуду, на одном и том же графике.In some embodiments, parameter estimation includes displaying the first and second amplitudes on the same plot. In other embodiments, displaying the first and second amplitudes includes displaying a first bar indicating a first amplitude and a second bar indicating a second amplitude on the same graph. In other embodiments, the method includes receiving an additional first bipolar signal having an additional first amplitude and an additional second bipolar signal having an additional second amplitude from an additional pair of ablation catheter electrodes, and the method further comprising displaying an additional first bar indicating the additional first amplitude, and an additional second bar indicating an additional second amplitude on the same graph.

В одном примере осуществления пару электродов связывают с целевой тканью на первом участке, а дополнительную пару электродов связывают с целевой тканью на втором участке, отличном от первого участка, и способ включает приложение к целевой ткани: (i) первого импульса необратимой электропорации (IRE) на первом участке и (ii) второго IRE-импульса на втором участке на основании одного и того же графика. В другом примере осуществления приложение первого и второго IRE-импульсов предусматривает приложение первого IRE-импульса, который отличается от второго IRE-импульса. В еще одном примере осуществления отображение первой и второй амплитуд предусматривает отображение первого и второго столбиков, наложенных друг на друга.In one embodiment, a pair of electrodes is associated with a target tissue at a first site and an additional pair of electrodes is associated with a target tissue at a second site different from the first site, and the method includes applying to the target tissue: (i) a first irreversible electroporation (IRE) pulse at the first section and (ii) the second IRE pulse in the second section based on the same graph. In another embodiment, the application of the first and second IRE pulses involves the application of a first IRE pulse that is different from the second IRE pulse. In yet another embodiment, displaying the first and second amplitudes provides for displaying the first and second columns superimposed on each other.

В некоторых примерах осуществления прием на первой стадии предусматривает прием первого биполярного сигнала перед приложением импульса необратимой электропорации (IRE) к целевой ткани, а прием на второй стадии предусматривает прием второго биполярного сигнала после приложения IRE-импульса к целевой ткани. В других примерах осуществления способ включает проверку необходимости приложения дополнительного IRE импульса к целевой ткани на основании оцененного параметра, и если дополнительный IRE-импульс требуется, способ на третьей стадии процедуры абляции включает: (i) приложение дополнительного IRE-импульса к целевой ткани на основании оцененного параметра, (ii) прием третьего биполярного сигнала, имеющего третью амплитуду, от пары электродов и (iii) оценивание по меньшей мере параметра на основании первой и третьей амплитуд. В еще одних примерах осуществления оценивание параметра включает отображение по меньшей мере одного из: (i) первого численного различия между первой и второй амплитудами и (ii) второго численного различия между второй амплитудой и целевым пороговым значением.In some embodiments, the first stage acquisition involves receiving a first bipolar signal before applying an irreversible electroporation (IRE) pulse to the target tissue, and the second stage receiving involves receiving a second bipolar signal after applying the IRE pulse to the target tissue. In other embodiments, the method includes checking if an additional IRE pulse is needed to the target tissue based on the estimated parameter, and if an additional IRE pulse is required, the method in the third step of the ablation procedure includes: (i) applying an additional IRE pulse to the target tissue based on the estimated parameter. parameter, (ii) receiving a third bipolar signal having a third amplitude from the pair of electrodes, and (iii) estimating at least the parameter based on the first and third amplitudes. In still other embodiments, parameter estimation includes displaying at least one of: (i) a first numerical difference between the first and second amplitudes, and (ii) a second numerical difference between the second amplitude and the target threshold.

В соответствии с примером осуществления настоящего изобретения дополнительно обеспечена система, включающая в себя процессор и дисплей. Процессор выполнен с возможностью приема: (a) первого биполярного сигнала, имеющего первую амплитуду, на первой стадии процедуры абляции и (b) второго биполярного сигнала, имеющего вторую амплитуду, на второй стадии процедуры абляции от по меньшей мере пары электродов абляционного катетера, связанных с целевой тканью, и процессор выполнен с возможностью оценивания по меньшей мере одного параметра, указывающего развитие процедуры абляции, на основании первой и второй амплитуд. Дисплей выполнен с возможностью отображения параметра.In accordance with an embodiment of the present invention, a system including a processor and a display is further provided. The processor is configured to receive: (a) a first bipolar signal having a first amplitude in the first stage of the ablation procedure and (b) a second bipolar signal having a second amplitude in the second stage of the ablation procedure from at least a pair of ablation catheter electrodes associated with target tissue, and the processor is configured to estimate at least one parameter indicative of the progress of the ablation procedure based on the first and second amplitudes. The display is configured to display the parameter.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

Настоящее изобретение станет более понятным из следующего подробного описания примеров осуществления, представленных вместе со следующими графическими материалами.The present invention will be better understood from the following detailed description of the exemplary embodiments, presented together with the following drawings.

На Фиг. 1 представлена схематическая наглядная иллюстрация системы отслеживания положения и система абляции для необратимой электропорации в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.On FIG. 1 is a schematic illustrative illustration of a position tracking system and an ablation system for irreversible electroporation in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.

На Фиг. 2 представлена схематичная наглядная иллюстрация графика амплитуд, отображаемых для оценивания и контроля одного или более параметров IRE-абляции в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.On FIG. 2 is a schematic pictorial illustration of a plot of the amplitudes displayed for estimating and monitoring one or more IRE ablation parameters in accordance with an embodiment of the present invention.

На Фиг. 3 представлена блок-схема, на которой схематически показан способ оценивания одного или более параметров абляции на основании амплитуды биполярных сигналов, полученных во время процедуры IRE-абляции, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.On FIG. 3 is a flowchart schematically illustrating a method for estimating one or more ablation parameters based on the amplitude of bipolar signals obtained during an IRE ablation procedure, in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.

Подробное описание вариантов осуществленияDetailed description of embodiments

Общее описаниеgeneral description

Необратимую электропорацию (IRE) можно применять, например, для лечения аритмии путем абляции клеток ткани с помощью импульсов высокого напряжения, приложенных к ткани. Разрушение клеток происходит, когда трансмембранный потенциал превышает пороговое значение, что приводит к гибели клеток и образованию очага повреждения. В процедурах абляции на основании IRE высоковольтные биполярные электрические импульсы прикладывают, например, к одной или более парам электродов, находящихся в контакте с тканью, подлежащей абляции, так, чтобы формировать очаг повреждения между электродами и таким образом лечить аритмию сердца пациента.Irreversible electroporation (IRE) can be used, for example, to treat arrhythmia by ablation of tissue cells with high voltage pulses applied to the tissue. Cell destruction occurs when the transmembrane potential exceeds a threshold value, resulting in cell death and the formation of a lesion. In IRE-based ablation procedures, high voltage bipolar electrical pulses are applied to, for example, one or more pairs of electrodes in contact with the tissue to be ablated so as to form a lesion between the electrodes and thus treat the patient's cardiac arrhythmia.

Иногда для формирования повреждения и, таким образом, для завершения процедуры абляции требуется более одного набора биполярных электрических импульсов, также называемых в настоящем документе IRE-импульсами. Более того, повреждение, подлежащее абляции, может быть неоднородным, поэтому может потребоваться приложение к ткани разного количества IRE-импульсов посредством различных пар электродов.Sometimes more than one set of bipolar electrical pulses, also referred to herein as IRE pulses, is required to form a lesion and thus complete an ablation procedure. Moreover, the lesion to be ablated may be heterogeneous, so different amounts of IRE pulses may need to be applied to tissue through different pairs of electrodes.

В принципе, после приложения IRE-импульсов можно измерять импеданс между электродами каждой пары так, чтобы принимать указание о том, следует ли завершить процедуру абляции или нет. Однако такие измерения импеданса могут не обеспечивать достаточно точного указания о развитии процедуры абляции.In principle, after the application of the IRE pulses, it is possible to measure the impedance between the electrodes of each pair, so as to receive an indication as to whether the ablation procedure should be completed or not. However, such impedance measurements may not provide a sufficiently accurate indication of the evolution of the ablation procedure.

В примерах осуществления настоящего изобретения, которые описаны ниже в настоящем документе, предложены усовершенствованные технологии для оценивания одного или более параметров, относящихся к выполнению процедуры абляции.In the exemplary embodiments of the present invention, which are described hereinafter, improved techniques are provided for evaluating one or more parameters related to the performance of an ablation procedure.

В некоторых примерах осуществления врач вводит абляционный катетер для IRE в участок абляции, имеющий ткань, предназначенную для абляции в сердце пациента. Абляционный катетер содержит одну или более пар электродов, которые находятся в контакте с тканью сердца на участке абляции.In some embodiments, a physician inserts an IRE ablation catheter into an ablation site having tissue to be ablated into a patient's heart. The ablation catheter contains one or more pairs of electrodes that are in contact with the heart tissue at the ablation site.

В некоторых примерах осуществления система IRE-абляции содержит генератор импульсов IRE (IPG), переключательный блок, который выполнен с возможностью переключения мощности, прикладываемой IPG к одной или более выбранных пар электродов, и процессор.In some embodiments, the IRE ablation system comprises an IRE pulse generator (IPG), a switching unit that is configured to switch the power applied by the IPG to one or more selected pairs of electrodes, and a processor.

В некоторых примерах осуществления на первой стадии процедуры абляции, например перед приложением первого набора из одного или более IRE-импульсов, врач может применять пару электродов для измерения первого биполярного сигнала, измеренного на данном участке ткани на участке абляции. В контексте настоящего описания и в формуле изобретения термин «биполярный сигнал» относится к любому приемлемому сигналу, такому как, без ограничений, импеданс. Биполярный сигнал измеряют между двумя электродами катетера или электродами любого другого зонда на одном и том же участке, например электродами вышеупомянутой пары. В контексте настоящего описания и в формуле изобретения термины «IRE-импульс» и «набор IRE-импульсов» используются взаимозаменяемо и относятся к набору из одного или более IRE-импульсов.In some embodiments, at the first stage of the ablation procedure, for example, before applying the first set of one or more IRE pulses, the clinician may use a pair of electrodes to measure the first bipolar signal measured at a given tissue site at the ablation site. In the context of the present description and in the claims, the term "bipolar signal" refers to any acceptable signal, such as, without limitation, impedance. The bipolar signal is measured between two catheter electrodes or any other probe electrodes in the same area, such as the electrodes of the aforementioned pair. In the context of the present description and in the claims, the terms "IRE pulse" and "set of IRE pulses" are used interchangeably and refer to a set of one or more IRE pulses.

В некоторых примерах осуществления на второй стадии процедуры абляции, например после приложения первого IRE-импульса, врач может применять пару электродов для измерения второго биполярного сигнала, измеренного на данном участке.In some embodiments, in the second stage of the ablation procedure, for example, after application of the first IRE pulse, the clinician may use a pair of electrodes to measure the second bipolar signal measured at the site.

В некоторых примерах осуществления система IRE-абляции содержит процессор, который выполнен с возможностью приема первого и второго биполярных сигналов от каждой пары электродов. Процессор выполнен с возможностью определения первой и второй амплитуд соответственно первого и второго биполярных сигналов, полученных от каждой пары.In some embodiments, the IRE ablation system comprises a processor that is configured to receive first and second bipolar signals from each pair of electrodes. The processor is configured to determine the first and second amplitudes, respectively, of the first and second bipolar signals received from each pair.

В некоторых примерах осуществления процессор выполнен с возможностью отображения приемлемого графика, такого как гистограмма, показывающего визуальное сравнение первой и второй амплитуд, для каждой пары электродов.In some embodiments, the processor is configured to display a suitable graph, such as a histogram showing a visual comparison of the first and second amplitudes, for each pair of electrodes.

В некоторых примерах осуществления врач может оценивать один или более параметров, относящихся к развитию и эффективности процедуры абляции, для каждой пары электродов на основании отображаемого графика амплитуд. Например, врач может оценивать недостаточность первого IRE-импульса для формирования требуемого повреждения на данном участке на основании отображаемого графика амплитуд. В этом примере врач может применять IPG и переключательный блок для приложения второго IRE-импульса к ткани только на данном участке.In some embodiments, the clinician may evaluate one or more parameters related to the development and effectiveness of the ablation procedure for each pair of electrodes based on the displayed amplitude plot. For example, the clinician may judge that the first IRE pulse is insufficient to generate the desired lesion at a given site based on the displayed amplitude plot. In this example, the clinician may use the IPG and the switch block to apply the second IRE pulse to the tissue only in that area.

Благодаря описанным технологиям врач может получать визуальную индикацию развития абляции на каждом участке абляции, например, во время процедуры абляции. Более того, с помощью описанных технологий можно оптимизировать количество IRE-импульсов, прикладываемых к ткани, и тем самым повышают безопасность способа для пациента и сокращают время цикла процедуры абляции.Thanks to the described technologies, the physician can obtain a visual indication of the progress of ablation at each ablation site, for example, during an ablation procedure. Moreover, using the described technologies, it is possible to optimize the number of IRE pulses applied to the tissue, and thereby increase the safety of the method for the patient and reduce the cycle time of the ablation procedure.

Описание системыSystem Description

На Фиг. 1 представлена схематическая наглядная иллюстрация системы 20 отслеживания положения и абляции методом необратимой электропорации (IRE) с применением катетера 21, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.On FIG. 1 is a schematic illustrative illustration of an irreversible electroporation (IRE) position tracking and ablation system 20 using a catheter 21, in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.

В некоторых примерах осуществления система 20 содержит отклоняемую секцию 40 наконечника, которая установлена на дистальном конце 22a ствола 22 катетера 21 с отклоняемой секцией 40 наконечника, содержащей множество электродов 50, как показано на вставке 25.In some embodiments, the system 20 includes a deflectable tip section 40 that is mounted on the distal end 22a of the shaft 22 of the catheter 21 with a deflectable tip section 40 containing a plurality of electrodes 50, as shown in inset 25.

В примере осуществления, описанном в настоящем документе, электроды 50 выполнены с возможностью восприятия внутрисердечных (ВС) электрокардиографических (ЭКГ) сигналов, и их можно дополнительно использовать для IRE-абляции ткани левого предсердия сердца 26, например IRE-абляции устья 51 легочной вены в сердце 26. Следует отметить, что технологии, описанные в настоящем документе, применимы с учетом необходимых изменений к другим отделам (например, предсердиям или желудочкам) сердца 26 и к другим органам пациента 28.In the exemplary embodiment described herein, the electrodes 50 are configured to sense intracardiac (IC) electrocardiographic (ECG) signals and can additionally be used for IRE ablation of left atrial tissue of the heart 26, such as IRE ablation of the pulmonary vein ostium 51 in the heart. 26. It should be noted that the technologies described herein are applicable, mutatis mutandis, to other regions (eg, atria or ventricles) of the heart 26 and to other organs of the patient 28.

В некоторых примерах осуществления проксимальный конец катетера 21 соединен с пультом 24 управления (также называемым в настоящем документе пультом 24), содержащим источник питания для абляции, в настоящем примере представляющий собой генератор 45 IRE-импульсов (IPG), который выполнен с возможностью доставки пиковой мощности в диапазоне десятков кВт. Пульт 24 содержит переключательный блок 46, который выполнен с возможностью переключения мощности, подаваемой IPG 45 на одну или более выбранных пар электродов 50. Последовательный протокол IRE-абляции может храниться в запоминающем устройстве 48 пульта 24.In some embodiments, the proximal end of catheter 21 is connected to a control console 24 (also referred to herein as console 24) containing an ablation power source, in this example an IRE Pulse Generator (IPG) 45, which is configured to deliver peak power. in the range of tens of kW. The console 24 includes a switching unit 46 that is configured to switch the power supplied by the IPG 45 to one or more selected pairs of electrodes 50. The serial IRE ablation protocol may be stored in the memory 48 of the console 24.

В некоторых примерах осуществления врач 30 вводит дистальный конец 22a ствола 22 через оболочку 23 в сердце 26 пациента 28, лежащего на столе 29. Врач 30 направляет дистальный конец 22a ствола 22 в целевое положение в сердце 26 путем манипулирования стволом 22 с помощью манипулятора 32 вблизи проксимального конца катетера 21 и/или отклонения от оболочки 23. Во время введения дистального конца 22a оболочка 23 удерживает отклоняемую секцию 40 наконечника в выпрямленной конфигурации. За счет выпрямленной конфигурации секции 40 наконечника оболочка 23 также позволяет свести к минимуму травмы сосудов, когда врач 30 перемещает катетер 21 через сосудистую систему пациента 28 к целевому местоположению, такому как участок абляции в сердце 26.In some embodiments, clinician 30 inserts distal end 22a of stem 22 through sheath 23 into heart 26 of patient 28 lying on table 29. Physician 30 directs distal end 22a of stem 22 to a target position in heart 26 by manipulating stem 22 with manipulator 32 near the proximal end of catheter 21 and/or deflection from sheath 23. During insertion of distal end 22a, sheath 23 holds deflectable tip section 40 in a straightened configuration. Due to the straightened configuration of the tip section 40, the sheath 23 also minimizes vascular injury when the clinician 30 moves the catheter 21 through the vasculature of the patient 28 to a target location, such as an ablation site in the heart 26.

Как только дистальный конец 22a вала 22 достигнет участка абляции, врач 30 оттягивает оболочку 23 и отклоняет секцию 40 наконечника и дополнительно вводит электроды 50, расположенные над секцией 40 наконечника, в контакт с устьем 51 на участке абляции посредством воздействия на вал 22. В настоящем примере участок абляции содержит легочную вену, но в других примерах осуществления врач 30 может выбирать любой другой приемлемый участок абляции.Once the distal end 22a of shaft 22 reaches the ablation site, clinician 30 retracts sheath 23 and deflects handpiece section 40 and further brings electrodes 50 positioned above handpiece section 40 into contact with orifice 51 at the ablation site by acting on shaft 22. In the present example the ablation site contains the pulmonary vein, but in other embodiments, clinician 30 may choose any other acceptable ablation site.

В некоторых примерах осуществления электроды 50 соединены проводами, проходящими через ствол 22 к процессору 41, выполненному с возможностью управления переключательным блоком 46 интерфейсных цепей 44 в пульте 24.In some embodiments, the electrodes 50 are connected by wires passing through the shaft 22 to the processor 41 configured to control the switching unit 46 of the interface circuits 44 in the console 24.

Как дополнительно показано на вставке 25, дистальный конец 22a содержит датчик 39 положения системы отслеживания положения, который связан с дистальным концом 22a, например, на секции 40 наконечника. В настоящем примере датчик 39 положения содержит магнитный датчик положения, но в других примерах осуществления можно использовать любой другой приемлемый тип датчика положения (например, отличный от магнитного). Во время навигации дистального конца 22a в сердце 26 процессор 41 пульта 24 принимает сигналы от магнитного датчика 39 положения в ответ на магнитные поля от внешних генераторов 36 поля, например, для определения положения секции 40 наконечника в сердце 26 и необязательно отображения отслеживаемого положения, наложенного на изображение сердца 26, на дисплее 27 пульта 24. Генераторы 36 магнитного поля размещают в известных положениях за пределами тела пациента 28, например под столом 29. Пульт 24 управления также содержит схему 34 запуска, выполненную с возможностью приведения в движение генераторов 36 магнитного поля.As further shown in inset 25, the distal end 22a includes a position sensor 39 of the position tracking system, which is associated with the distal end 22a, for example, on the section 40 of the handpiece. In the present example, position sensor 39 comprises a magnetic position sensor, but in other embodiments, any other acceptable type of position sensor (eg, other than magnetic) may be used. During navigation of the distal end 22a into the heart 26, the processor 41 of the console 24 receives signals from the magnetic position sensor 39 in response to magnetic fields from external field generators 36, for example, to determine the position of the tip section 40 in the heart 26 and optionally display the tracked position superimposed on the image of the heart 26, on the display 27 of the console 24. The magnetic field generators 36 are placed in known positions outside the body of the patient 28, for example under the table 29. The console 24 also contains a trigger circuit 34 configured to drive the magnetic field generators 36.

Способ определения положения с использованием внешних магнитных полей реализуют в различных медицинских системах, например в системе CARTO™ производства Biosense Webster Inc. (г. Ирвайн, штат Калифорния), и он подробно описан в патентах США № 5,391,199, 6,690,963, 6,484,118, 6,239,724, 6,618,612 и 6,332,089, в публикации патента PCT WO 96/05768 и в публикациях заявки на патент США № 2002/0065455 A1, 2003/0120150 A1 и 2004/0068178 A1, описания которых полностью включены в настоящий документ путем ссылки.The method of determining the position using external magnetic fields is implemented in various medical systems, for example, in the CARTO™ system manufactured by Biosense Webster Inc. (Irvine, California) and is detailed in U.S. Patent Nos. 5,391,199, 6,690,963, 6,484,118, 6,239,724, 6,618,612, and 6,332,089, PCT Patent Publication WO 96/05768, and U.S. Patent Application Publication No. 2002/0065455 A1, 2003/0120150 A1 and 2004/0068178 A1, the disclosures of which are incorporated herein by reference in their entirety.

Как правило, процессор 41 пульта 24 представляет собой процессор общего назначения от компьютера общего назначения с приемлемым пользовательским интерфейсом и интерфейсными цепями 44 для приема сигналов от катетера 21, а также для приложения энергии абляции посредством катетера 21 в левом предсердии сердца 26 и для управления другими компонентами системы 20. Процессор 41, как правило, содержит программное обеспечение в запоминающем устройстве 48 системы 20, которое запрограммировано для выполнения функций, описанных в настоящем документе. Программное обеспечение может быть загружено на компьютер в электронном виде, например передано по сети, или в альтернативном или дополнительном варианте осуществления может быть обеспечено и/или сохранено на нетранзиторном материальном носителе, таком как магнитное, оптическое или электронное запоминающее устройство.Typically, the processor 41 of the console 24 is a general purpose processor from a general purpose computer with an acceptable user interface and interface circuits 44 for receiving signals from the catheter 21, as well as for applying ablation energy through the catheter 21 in the left atrium of the heart 26 and for controlling other components system 20. Processor 41 typically contains software in memory 48 of system 20 that is programmed to perform the functions described herein. The software may be electronically downloaded to a computer, such as transmitted over a network, or in an alternative or additional embodiment, may be provided and/or stored on a non-transitory tangible medium such as a magnetic, optical, or electronic storage device.

Оценивание эффективности и развития абляции, выполняемой методом необратимой электропорацииEvaluation of the effectiveness and development of ablation performed by the method of irreversible electroporation

Необратимую электропорацию (IRE), также называемую абляцией импульсным полем (PFA), можно применять в качестве минимально инвазивного терапевтического способа воздействия для формирования повреждения (например, уничтожения клеток ткани) на участке абляции путем приложения высоковольтных импульсов к ткани. В настоящем примере IRE-импульсы можно использовать для уничтожения клеток миокардиальной ткани, чтобы лечить сердечную аритмию в сердце 26. Разрушение клеток происходит, когда трансмембранный потенциал превышает пороговое значение, что приводит к гибели клеток и, таким образом, к развитию повреждения ткани. Следовательно, особый интерес представляет применение биполярных электрических импульсов высокого напряжения, например, с помощью пары электродов 50, контактирующих с тканью на участке абляции, для генерирования сильных электрических полей (например, выше определенного порогового значения) для уничтожения клеток ткани, расположенных между электродами.Irreversible electroporation (IRE), also referred to as pulsed field ablation (PFA), can be used as a minimally invasive therapeutic modality to generate damage (eg, kill tissue cells) at the ablation site by applying high voltage pulses to tissue. In the present example, IRE pulses can be used to kill cells in myocardial tissue to treat cardiac arrhythmias in the heart 26. Cell destruction occurs when the transmembrane potential exceeds a threshold, resulting in cell death and thus development of tissue damage. Therefore, of particular interest is the use of high voltage bipolar electrical pulses, for example, using a pair of electrodes 50 in contact with tissue at the ablation site, to generate strong electrical fields (for example, above a certain threshold value) to kill tissue cells located between the electrodes.

В контексте данного описания «биполярный» импульс напряжения означает импульс напряжения, приложенный между двумя электродами 50 катетера 21 (в противоположность, например, однополярным импульсам, которые прикладывают, например, во время радиочастотной абляции при помощи катетерного электрода относительно какого-либо общего заземляющего электрода, не размещенного на катетере).In the context of this description, a "bipolar" voltage pulse means a voltage pulse applied between the two electrodes 50 of the catheter 21 (as opposed to, for example, unipolar pulses, which are applied, for example, during radiofrequency ablation with a catheter electrode relative to some common ground electrode, not placed on the catheter).

Для выполнения IRE-абляции в относительно большой области ткани сердца 26, такой как окружность устья легочной вены (ЛВ) или любого другого приемлемого органа, необходимо применять множество пар электродов 50 катетера 21, имеющего множество электродов 50 в отклоняемой секции 40 наконечника. Для создания как можно более равномерного генерируемого электрического поля в большой области ткани лучше всего выбирать пары электродов 50 с перекрывающимися полями или по меньшей мере полями, смежными друг с другом. Однако существует компонент джоулевой теплоты, который возникает с генерируемыми полями IRE, и это нагревание может повреждать электроды, когда множество пар электродов 50 постоянно используют для подведения последовательности IRE-импульсов.In order to perform IRE ablation in a relatively large region of heart tissue 26, such as the circumference of the pulmonary vein (PV) or any other suitable organ, multiple pairs of electrodes 50 of a catheter 21 having a plurality of electrodes 50 in the deflectable tip section 40 must be used. To create as even a generated electric field as possible over a large area of tissue, it is best to choose pairs of electrodes 50 with overlapping fields, or at least fields adjacent to each other. However, there is a Joule heat component that occurs with the generated IRE fields, and this heating can damage the electrodes when multiple pairs of electrodes 50 are continuously used to drive the IRE pulse train.

В одном примере осуществления система 20 содержит поверхностные электроды 38, показанные в примере на Фиг. 1, прикрепленные проводами, проходящими по кабелю 37, к груди и плечу пациента 28. В некоторых примерах осуществления поверхностные электроды 38 выполнены с возможностью восприятия сигналов ЭКГ с поверхности тела (ПТ), возникающих в ответ на удары сердца 26. Получение сигналов ЭКГ с BS можно проводить с использованием проводящих площадок, прикрепленных к поверхности тела, или любой другой приемлемой технологии. Как показано на Фиг. 1, поверхностные электроды 38 прикреплены к груди и плечу пациента 28, однако дополнительные поверхностные электроды 38 можно прикреплять к другим органам пациента 28, таким как конечности.In one embodiment, system 20 includes surface electrodes 38 as shown in the example of FIG. 1, attached by wires through cable 37 to the chest and shoulder of a patient 28. In some embodiments, surface electrodes 38 are configured to sense body surface (BTS) ECG signals in response to heart beats 26. Acquiring ECG Signals with BS can be carried out using conductive pads attached to the surface of the body, or any other acceptable technology. As shown in FIG. 1, surface electrodes 38 are attached to the chest and shoulder of patient 28, however, additional surface electrodes 38 may be attached to other organs of patient 28, such as limbs.

В некоторых примерах осуществления электроды 50 выполнены с возможностью восприятия внутрисердечных (ВС) сигналов ЭКГ, а (например, в то же самое время) поверхностные электроды 38 воспринимают ВС-сигналы ЭКГ. В других примерах осуществления восприятия ВС-сигналов ЭКГ может быть достаточно для выполнения IRE-абляции, так что поверхностные электроды 38 можно применять для других вариантов использования.In some embodiments, electrodes 50 are configured to sense intracardiac (IC) ECG signals and (eg, at the same time) surface electrodes 38 sense IC ECG signals. In other embodiments, the sensing of the IC ECG signals may be sufficient to perform IRE ablation, so that the surface electrodes 38 may be used for other uses.

В некоторых примерах осуществления врач 30 может связывать по меньшей мере пару электродов 50 с целевой тканью на участке абляции в сердце 26. Целевая ткань предназначена для абляции путем приложения одного или более IRE-импульсов посредством электродов 50. Следует отметить, что IRE-импульсы могут быть приложены к целевой ткани множество раз, например, на различных стадиях процедуры IRE-абляции.In some embodiments, clinician 30 may couple at least a pair of electrodes 50 to target tissue at an ablation site in heart 26. Target tissue is intended to be ablated by applying one or more IRE pulses via electrodes 50. It should be noted that IRE pulses can be applied to the target tissue multiple times, for example, at various stages of the IRE ablation procedure.

В некоторых примерах осуществления перед приложением первого IRE-импульса к целевой ткани, называемой в настоящем документе первой стадией процедуры IRE-абляции, врач 30 может применять пару электродов 50 для получения биполярного сигнала, называемого в настоящем документе первым биполярным сигналом. На последующих стадиях, например второй и третий стадиях, процедуры IRE-абляции после приложения первого IRE-импульса врач 30 может применять пару электродов 50 для получения одного или более последующих биполярных сигналов, например называемых в настоящем документе вторым и третьим биполярными сигналами, для контроля различных параметров, относящихся к эффективности и/или развитию процедуры IRE-абляции. В настоящем примере термин «второй биполярный сигнал» относится к биполярному сигналу, полученному парой электродов после приложения первого IRE-импульса к целевой ткани, а термин «третий биполярный сигнал» относится к биполярному сигналу, полученному после приложения второго, последующего, IRE-импульса к целевой ткани. В других примерах осуществления первая, вторая и третья стадии могут означать любые другие стадии процедуры IRE-абляции, и, следовательно, соответствующие первый, второй и третий биполярные сигналы могут быть получены в любое другое приемлемое время, например до, во время или после приложения IRE-импульсов.In some embodiments, prior to applying the first IRE pulse to the target tissue, referred to herein as the first stage of the IRE ablation procedure, clinician 30 may apply a pair of electrodes 50 to produce a bipolar signal, referred to herein as the first bipolar signal. In subsequent stages, such as the second and third stages of the IRE ablation procedure, after application of the first IRE pulse, clinician 30 may use a pair of electrodes 50 to obtain one or more subsequent bipolar signals, such as referred to herein as second and third bipolar signals, to control various parameters relating to the effectiveness and/or development of the IRE ablation procedure. In the present example, the term "second bipolar signal" refers to the bipolar signal received by the pair of electrodes after the application of the first IRE pulse to the target tissue, and the term "third bipolar signal" refers to the bipolar signal obtained after the application of the second, subsequent, IRE pulse to the target tissue. target tissue. In other embodiments, the first, second, and third steps may refer to any other steps in the IRE ablation procedure, and therefore the respective first, second, and third bipolar signals may be obtained at any other reasonable time, such as before, during, or after the application of the IRE. -impulses.

В некоторых примерах осуществления процессор 41 выполнен с возможностью приема вышеупомянутых первого и второго (и необязательно третьего) биполярных сигналов от электродов 50 и удержания амплитуды соответствующего биполярного сигнала для каждого принятого биполярного сигнала. Например, во время процедуры IRE-абляции процессор 41 может удерживать (i) первую амплитуду первого биполярного сигнала (например, полученного электродами 50 перед подачей первого IRE-импульса к целевой ткани), (ii) вторую амплитуду второго биполярного сигнала (например, полученного электродами 50 после приложения первого IRE-импульса к целевой ткани) и необязательно (iii) третью амплитуду третьего биполярного сигнала, который может быть получен электродами 50 после необязательного приложения второго IRE-импульса к целевой ткани.In some embodiments, processor 41 is configured to receive the aforementioned first and second (and optionally third) bipolar signals from electrodes 50 and hold the amplitude of the corresponding bipolar signal for each received bipolar signal. For example, during an IRE ablation procedure, processor 41 may hold (i) a first amplitude of a first bipolar signal (e.g., received by the electrodes 50 prior to delivery of the first IRE pulse to the target tissue), (ii) a second amplitude of the second bipolar signal (e.g., received by the electrodes 50 after the application of the first IRE pulse to the target tissue) and optionally (iii) a third amplitude of the third bipolar signal that can be received by the electrodes 50 after the optional application of the second IRE pulse to the target tissue.

В некоторых примерах осуществления процессор 41 выполнен с возможностью оценивания одного или более параметров, таких как, без ограничений, эффективность и развитие IRE-абляции, на основании по меньшей мере первой и второй амплитуд.In some embodiments, processor 41 is configured to estimate one or more parameters, such as, but not limited to, effectiveness and progression of IRE ablation, based on at least the first and second amplitudes.

В некоторых примерах осуществления процессор 41 выполнен с возможностью отображения графика, имеющего две или более из указанных выше амплитуд, например, на дисплее 27. Такой график подробно описан на Фиг. 2 ниже.In some embodiments, processor 41 is configured to display a graph having two or more of the above amplitudes, for example, on display 27. Such a graph is described in detail in FIG. 2 below.

Данная конкретная конфигурация системы 20 показана в качестве примера, чтобы проиллюстрировать определенные проблемы, решаемые в примерах осуществления настоящего изобретения, и продемонстрировать применение этих примеров осуществления для повышения эффективности такой системы IRE-абляции. Однако примеры осуществления настоящего изобретения никоим образом не ограничены этим конкретным видом примера системы, и принципы, описанные в настоящем документе, можно аналогичным образом применять к другим видам систем абляции.This particular configuration of system 20 is shown by way of example to illustrate certain problems addressed by the exemplary embodiments of the present invention and to demonstrate the use of these exemplary embodiments to improve the performance of such an IRE ablation system. However, the embodiments of the present invention are in no way limited to this particular kind of exemplary system, and the principles described herein can be similarly applied to other kinds of ablation systems.

Отображение амплитуды множества биполярных сигналов для контроля параметров абляции методом необратимой электропорации.Amplitude display of multiple bipolar signals to monitor ablation parameters by irreversible electroporation.

На Фиг. 2 представлена схематичная наглядная иллюстрация графика 60 амплитуд, отображаемых для оценивания и контроля одного или более параметров IRE-абляции в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Как описано на Фиг. 1 выше, график 60 может быть отображен на дисплее 27 или на любом другом приемлемом дисплее системы 20.On FIG. 2 is a schematic pictorial illustration of a graph 60 of amplitudes displayed for estimating and monitoring one or more IRE ablation parameters in accordance with an embodiment of the present invention. As described in FIG. 1 above, graph 60 may be displayed on display 27 or any other suitable display of system 20.

В некоторых примерах осуществления на графике 60 отображаются три столбика 61, 64 и 67, указывающие амплитуды (измеренные в мВ) биполярных сигналов, принятых от трех соответствующих пар 1, 4 и 7 электродов 50, которые врач 30 связал с (например, привел в контакт с) целевой тканью сердца 26, например, во время первой и второй стадий процедуры IRE-абляции.In some embodiments, graph 60 displays three bars 61, 64, and 67 indicating the amplitudes (measured in mV) of bipolar signals received from three respective pairs 1, 4, and 7 of electrodes 50 that clinician 30 has associated with (e.g., brought into contact with). c) the target tissue of the heart 26, for example, during the first and second stages of the IRE ablation procedure.

В примере, показанном на Фиг. 2, столбик 61 содержит столбики 62 и 63, накладывающиеся друг на друга, которые указывают амплитуду биполярных сигналов, измеренных между электродами 50 пары 1. В столбике 62 указывают амплитуду биполярного сигнала, полученного перед приложением импульсов IRE-абляции к целевой ткани, также называемого в настоящем документе первым биполярным сигналом. Аналогично в столбике 63 указывают амплитуду биполярного сигнала, полученного после приложения последних импульсов абляции к целевой ткани, также называемого в настоящем документе вторым биполярным сигналом. Аналогично столбик 64 содержит столбики 65 и 66, накладывающиеся друг на друга, которые указывают амплитуду биполярных сигналов, соответственно измеренных на вышеупомянутых первой и второй стадиях процедуры IRE-абляции, между электродами 50 пары 4 электродов. Кроме того, столбик 67 содержит столбики 68 и 69, накладывающиеся друг на друга, которые указывают амплитуду биполярных сигналов, соответственно измеренных на вышеупомянутых первой и второй стадиях процедуры IRE-абляции, между электродами 50 пары 7 электродов.In the example shown in FIG. 2, bar 61 contains bars 62 and 63, overlapping each other, which indicate the amplitude of the bipolar signals measured between the electrodes 50 of pair 1. Bar 62 indicates the amplitude of the bipolar signal obtained before the application of IRE ablation pulses to the target tissue, also referred to as herein the first bipolar signal. Similarly, column 63 indicates the amplitude of the bipolar signal obtained after the application of the last ablation pulses to the target tissue, also referred to herein as the second bipolar signal. Likewise bar 64 includes bars 65 and 66 overlapping each other which indicate the amplitude of the bipolar signals respectively measured in the aforementioned first and second steps of the IRE ablation procedure between the electrodes 50 of the pair 4 of electrodes. In addition, the column 67 contains columns 68 and 69, overlapping each other, which indicate the amplitude of the bipolar signals, respectively measured in the aforementioned first and second stages of the IRE ablation procedure, between the electrodes 50 of the pair 7 of electrodes.

В некоторых примерах осуществления процессор 41 выполнен с возможностью содействия врачу 30 в оценивании одного или более параметров, относящихся к развитию IRE-абляции, выполняемой на участке абляции сердца 26, на основании столбцов 61, 64 и 67 графика 60. Например, на основании графика 60 врач 30 может оценивать эффективность IRE-абляции и необходимость применения IPG 45 (и переключательного блока 46) для приложения дополнительных IRE-импульсов, также называемых в настоящем документе вторым IRE-импульсом, к одной или более конкретным парам электродов 50, чтобы улучшать результат процедуры IRE-абляции. В других примерах осуществления процессор 41 выполнен с возможностью управления IPG 45 (и переключательным блоком 46) для приложения дополнительных IRE-импульсов к одной или более конкретным парам электродов 50. Следует отметить, что в столбиках 62, 65 и 68 указывают амплитуду биполярного сигнала, измеренную перед приложением IRE-импульсов к целевой ткани, а в столбиках 63, 66 и 69 указывают амплитуду биполярного сигнала, измеренную после приложения (например, первого набора) IRE-импульсов к целевой ткани.In some embodiments, processor 41 is configured to assist clinician 30 in estimating one or more parameters related to the development of an IRE ablation performed at cardiac ablation site 26 based on columns 61, 64, and 67 of plot 60. For example, based on plot 60 clinician 30 can evaluate the effectiveness of IRE ablation and the need to use IPG 45 (and switch block 46) to apply additional IRE pulses, also referred to herein as a second IRE pulse, to one or more specific pairs of electrodes 50 in order to improve the outcome of the IRE procedure. -ablation. In other embodiments, processor 41 is configured to control IPG 45 (and switch block 46) to apply additional IRE pulses to one or more specific pairs of electrodes 50. Note that columns 62, 65, and 68 indicate the amplitude of the bipolar signal measured before the application of IRE pulses to the target tissue, and columns 63, 66 and 69 indicate the amplitude of the bipolar signal measured after the application (for example, the first set) of IRE pulses to the target tissue.

В некоторых примерах осуществления, врач 30 может оценивать развитие IRE-абляции в соответствующей области, подвергаемой абляции, путем отображения различия между амплитудами, измеренными на одной и той же паре электродов. В примере, показанном на Фиг. 2, различие между столбиками 68 и 69 столбика 67 больше, чем различие между столбиками 65 и 66 столбика 64. Следует отметить, что амплитуды, показанные в виде столбиков 64 и 67, измеряют на соответствующих парах 4 и 7 электродов, а столбики 64 и 67 формирует процессор 41. В столбиках 64 и 67 врач 30 может увидеть, что в области, измеряемой парой 7 электродов (по сравнению с областью, измеряемой парой 4 электродов), эффективность абляции больше и абляция развивается быстрее.In some embodiments, clinician 30 can evaluate the development of IRE ablation in the respective area being ablated by displaying the difference between amplitudes measured on the same pair of electrodes. In the example shown in FIG. 2, the difference between bars 68 and 69 of bar 67 is greater than the difference between bars 65 and 66 of bar 64. It should be noted that the amplitudes shown as bars 64 and 67 are measured at the respective electrode pairs 4 and 7, and bars 64 and 67 generates processor 41. In bars 64 and 67, clinician 30 can see that in the area measured by electrode pair 7 (compared to the area measured by electrode pair 4), ablation efficiency is greater and ablation progresses faster.

В альтернативных примерах осуществления вместо отображения графика 60 процессор 41 выполнен с возможностью отображения процента уменьшения амплитуды сигнала. Например, процессор 41 может отображать амплитуду биполярных сигналов, измеренную между электродами 50 перед абляцией целевой ткани, в виде 100%, а после приложения одного или более IRE-импульсов процессор 41 может отображать оставшийся процент или величину процентного уменьшения. В примере, показанном на Фиг. 2, в паре 1 электродов процессор 41 может отображать числовое значение, такое как уменьшение на 35%, вместо разницы между полосами 62 и 63, а в паре 7 электродов процессор 41 может отображать 70%, что соответствует разнице (в процентах) между столбиками 68 и 69. В контексте настоящего описания и в формуле изобретения термин «процентное уменьшение» может относиться к любому виду отображения численной разницы между измеренной амплитудой до и после приложения одного или более IRE-импульсов.In alternative embodiments, instead of displaying graph 60, processor 41 is configured to display a percent reduction in signal amplitude. For example, processor 41 may display the amplitude of the bipolar signals measured between electrodes 50 before ablation of the target tissue as 100%, and after application of one or more IRE pulses, processor 41 may display the remaining percentage or amount of percentage reduction. In the example shown in FIG. 2, in electrode pair 1, processor 41 may display a numerical value such as a 35% reduction instead of the difference between bands 62 and 63, and in electrode pair 7, processor 41 may display 70%, which corresponds to the difference (percentage) between bars 68. and 69. As used herein and in the claims, the term "percent reduction" may refer to any display of the numerical difference between the measured amplitude before and after the application of one or more IRE pulses.

В других примерах осуществления процессор 41 выполнен с возможностью отображения порогового уровня амплитуды, что указывает на наличие достаточного количества IRE-импульсов, приложенных к соответствующей паре электродов. В примере, показанном на Фиг. 2, пороговое значение может быть больше амплитуды, отображаемой на столбике 69, и меньше амплитуды, отображаемой на столбиках 63 и 66. Другими словами, нет необходимости прикладывать дополнительные IRE-импульсы к паре 7 электродов, но чтобы сформировать повреждение, требуется приложить дополнительные один или более IRE-импульсов посредством пар 1 и 4 электродов. Более того, на основании столбиков 63 и 66 врач 30 или процессор 41 может управлять IPG 45 для приложения различных наборов дополнительных одного или более IRE-импульсов к парам 1 и 4 электродов так, чтобы формировать равномерное повреждение вдоль целевой ткани на участке абляции. Например, первый дополнительный IRE-импульс, имеющий конкретную энергию и конкретную продолжительность, может быть приложен к целевой ткани посредством пары 4 электродов, а второй дополнительный IRE-импульс, имеющий, например, бульшую энергию и/или бульшую продолжительность, может быть приложен к целевой ткани посредством пары 1 электродов или просто посредством повторения одной и той же абляции на поднаборе электродов.In other embodiments, processor 41 is configured to display an amplitude threshold level that indicates that there is a sufficient number of IRE pulses applied to the respective pair of electrodes. In the example shown in FIG. 2, the threshold value may be greater than the amplitude displayed on bar 69 and less than the amplitude displayed on bars 63 and 66. In other words, it is not necessary to apply additional IRE pulses to the electrode pair 7, but to form a lesion, it is required to apply an additional one or more than IRE pulses via electrode pairs 1 and 4. Moreover, based on columns 63 and 66, clinician 30 or processor 41 can control IPG 45 to apply various sets of additional one or more IRE pulses to electrode pairs 1 and 4 so as to generate a uniform lesion along the target tissue at the ablation site. For example, a first additional IRE pulse, having a specific energy and a specific duration, can be applied to the target tissue via a pair of 4 electrodes, and a second additional IRE pulse, having, for example, higher energy and/or longer duration, can be applied to the target tissue. tissue via a pair of 1 electrodes, or simply by repeating the same ablation on a subset of electrodes.

В других примерах осуществления процессор 41 выполнен с возможностью установки порогового значения для каждой пары электродов (или общего порогового значения для всех пар электродов) и отображения (i) измеренного уровня амплитуды по отношению к пороговому значению (например, с использованием графического дисплея) или числового значения (также называемого в настоящем документе численной разницей), показывающего арифметическую разницу между пороговым значением и измеренным уровнем амплитуды, после применения одного или более IRE-импульсов. Например, амплитуда до приложения IRE-импульсов может составлять 1 мВ или 2 мВ, однако, в случае, если после приложения первого набора из одного или более IRE-импульсов измеренная амплитуда составляет менее 0,1 мВ, нет необходимости применять дополнительные IRE-импульсы к соответствующей паре электродов. Другими словами, важно отобразить, насколько сильно измеренная амплитуда отличается от порогового значения.In other embodiments, the processor 41 is configured to set a threshold value for each pair of electrodes (or a common threshold value for all pairs of electrodes) and display (i) the measured amplitude level in relation to the threshold value (for example, using a graphical display) or a numeric value (also referred to herein as a numerical difference) indicating the arithmetic difference between the threshold value and the measured amplitude level, after the application of one or more IRE pulses. For example, the amplitude before application of the IRE pulses may be 1 mV or 2 mV, however, if after the application of the first set of one or more IRE pulses the measured amplitude is less than 0.1 mV, there is no need to apply additional IRE pulses to corresponding pair of electrodes. In other words, it is important to display how much the measured amplitude differs from the threshold value.

Данная конкретная конфигурация графика 60 показана в качестве примера, чтобы проиллюстрировать определенные проблемы, решаемые в примерах осуществления настоящего изобретения, и продемонстрировать применение этих примеров осуществления для повышения эффективности системы абляции. Однако примеры осуществления настоящего изобретения никоим образом не ограничены этим конкретным видом иллюстративного графика, и принципы, описанные в настоящем документе, можно аналогичным образом применять к другим видам графиков для улучшения оценивания параметров абляции во время и после IRE или любого другого вида процедуры абляции. В других примерах осуществления вместо графика 60 или в дополнение к нему измеренные амплитуды можно отображать с помощью смежных (а не наложенных друг на друга) столбиков или с использованием любого другого приемлемого типа графика, такого как, без ограничений, диаграмма рассеяния, так, чтобы оценивать один или более параметров, указывающих развитие процедуры абляции. Более того, врач 30 может выбирать отображение одного или более типов графиков из списка, отображаемого на дисплее 27. В некоторых примерах осуществления процессор 41 может удерживать дополнительные биполярные сигналы, измеренные в одном и том же местоположении во времени, процессор 41 выполнен с возможностью отображения сравнения между множеством (например, более двух) измеренных амплитуд в ответ на команду врача 30 так, что врач 30 может оценивать развитие IRE-абляции.This particular graph configuration 60 is shown as an example to illustrate certain problems solved in the embodiments of the present invention and to demonstrate the use of these embodiments to improve the efficiency of the ablation system. However, the embodiments of the present invention are in no way limited to this particular type of illustrative graph, and the principles described herein can be similarly applied to other types of graphs to improve the estimation of ablation parameters during and after IRE or any other type of ablation procedure. In other embodiments, instead of plot 60 or in addition to it, the measured amplitudes can be displayed using adjacent (rather than superimposed) bars or using any other acceptable type of plot, such as, without limitation, a scatterplot, so as to evaluate one or more parameters indicating the progress of the ablation procedure. Moreover, physician 30 may select to display one or more types of graphs from a list displayed on display 27. In some embodiments, processor 41 may hold additional bipolar signals measured at the same location in time, processor 41 is configured to display a comparison between a plurality (eg, more than two) of measured amplitudes in response to a command from clinician 30 so that clinician 30 can evaluate the progress of the IRE ablation.

В некоторых примерах осуществления на третьей стадии процедуры абляции, осуществляемой после приложения дополнительного IRE-импульса к целевой ткани, процессор 41 выполнен с возможностью приема измерения третьего биполярного сигнала, имеющего третью амплитуду, от соответствующей пары электродов. Процессор 41 выполнен с возможностью оценивания одного или более параметров, указывающих развитие процедуры абляции, на основании первой амплитуды (которая была получена парой электродов перед приложением первого IRE-импульса) и третьей амплитуды, полученной на третьей стадии.In some embodiments, in the third stage of the ablation procedure following the application of an additional IRE pulse to the target tissue, the processor 41 is configured to receive a measurement of a third bipolar signal having a third amplitude from the corresponding pair of electrodes. The processor 41 is configured to estimate one or more parameters indicative of the progress of the ablation procedure based on the first amplitude (which was obtained by the pair of electrodes before the application of the first IRE pulse) and the third amplitude obtained in the third stage.

На Фиг. 3 представлена блок-схема, на которой схематически показан способ оценивания биполярных сигналов, полученных во время процедуры IRE-абляции, одного или более параметров, указывающих развитие процедуры абляции, на основании амплитуды в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.On FIG. 3 is a flowchart schematically illustrating a method for evaluating bipolar signals obtained during an IRE ablation procedure, one or more parameters indicative of the progress of an ablation procedure, based on amplitude, in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.

Способ начинается со стадии 100 введения катетера, на которой врач 30 вводит катетер 21 IRE в участок абляции в сердце 26 пациента и приводит одну или более пар электродов 50 в контакт с целевой тканью сердца 26. Как описано выше на Фиг. 1, при связывании одной или более пар электродов 50 с целевой тканью в сердце 26 катетер 21 выполнен с возможностью проведения IRE-абляции путем приложения одного или более IRE-импульсов, генерируемых IPG 45, к целевой ткани.The method begins with the catheter insertion step 100, in which the clinician 30 inserts the IRE catheter 21 into the ablation site in the patient's heart 26 and brings one or more pairs of electrodes 50 into contact with the target tissue of the heart 26. As described above in FIG. 1, by associating one or more pairs of electrodes 50 with target tissue in heart 26, catheter 21 is configured to perform IRE ablation by applying one or more IRE pulses generated by IPG 45 to target tissue.

Приведенное ниже описание относится к одной паре электродов 50, но также применимо к множеству пар электродов 50, как показано, например, на Фиг. 2 выше.The following description refers to one pair of electrodes 50, but also applies to multiple pairs of electrodes 50, as shown, for example, in FIG. 2 above.

На первой стадии 102 абляции процессор 41 принимает первый (например, предабляционный) биполярный сигнал, имеющий первую амплитуду, от пары электродов 50 на первой стадии процедуры абляции, например, перед приложением IRE-импульсов к целевой ткани. На второй стадии 104 абляции врач 30 применяет катетер 21 для приложения первого IRE-импульса к целевой ткани. После приложения первого IRE-импульса процессор 41 принимает последующий (например, второй) биполярный сигнал, имеющий последующую (например, вторую) амплитуду, от пары электродов 50. Следует отметить, что второй биполярный сигнал измеряют между парой электродов 50 на участке абляции после приложения первого IRE-импульса к целевой ткани.In the first ablation step 102, the processor 41 receives a first (eg, pre-ablative) bipolar signal having a first amplitude from a pair of electrodes 50 in the first stage of the ablation procedure, eg, prior to applying the IRE pulses to the target tissue. In the second ablation step 104, the clinician 30 applies the catheter 21 to apply the first IRE pulse to the target tissue. Upon application of the first IRE pulse, processor 41 receives a subsequent (eg, second) bipolar signal having a subsequent (eg, second) amplitude from the pair of electrodes 50. It should be noted that the second bipolar signal is measured between the pair of electrodes 50 at the ablation site after application of the first IRE pulse to the target tissue.

На стадии 106 оценивания процессор 41 оценивает или помогает врачу 30 оценивать по меньшей мере параметр, указывающий развитие процедуры абляции, такой как эффективность IRE-абляции, например, посредством отображения первой и второй амплитуды на графике 60. На стадии 108 принятия решения процессор 41 и/или врач 30 проверяет, достиг ли параметр целевого порогового значения. Термин «целевое пороговое значение» может относиться к численному пороговому значению или отношению или разности между первой и второй амплитудами. В некоторых примерах осуществления врач 30 может проверять, достиг ли параметр целевого порогового значения, путем визуального сравнения, например путем сравнения столбиков 62 и 63.In the evaluation step 106, the processor 41 evaluates or assists the clinician 30 in evaluating at least a parameter indicative of the progress of the ablation procedure, such as the effectiveness of IRE ablation, for example, by displaying the first and second amplitudes on the graph 60. In the decision step 108, the processor 41 and/ or the physician 30 checks if the parameter has reached the target threshold. The term "target threshold" may refer to a numerical threshold or the ratio or difference between the first and second amplitudes. In some embodiments, clinician 30 may check whether a parameter has reached a target threshold by visual comparison, such as by comparing bars 62 and 63.

Если параметр еще не достиг целевого порогового значения, способ возвращается к стадии 104 для приложения второго IRE-импульса с последующим получением третьего биполярного сигнала, имеющего третью амплитуду, и оцениванием, достигла ли третья амплитуда целевого порогового значения, на стадиях 106 и 108.If the parameter has not yet reached the target threshold, the method returns to step 104 to apply a second IRE pulse, followed by obtaining a third bipolar signal having a third amplitude and evaluating if the third amplitude has reached the target threshold at steps 106 and 108.

На стадии 110 завершения процедуры в случае, если параметр достиг целевого порогового значения, например, после приложения любого приемлемого числа импульсов IRE-абляции, врач 30 завершает процедуру IRE-абляции и извлекает катетер 21 из сердца 26 пациента.At the end of procedure step 110, if the parameter has reached the target threshold, for example, after applying any acceptable number of IRE ablation pulses, the clinician 30 ends the IRE ablation procedure and removes the catheter 21 from the patient's heart 26.

В некоторых случаях после выполнения цикла, состоящего из стадий 104, 106 и 108, несколько раз параметр, указывающий развитие процедуры абляции, может не достигать целевого порогового значения. Таким образом, в других примерах осуществления процессор 41 может предлагать врачу 30 приложить к целевой ткани набор из одного или более дополнительных импульсов радиочастотной (РЧ) абляции с помощью катетера 21 или любого другого приемлемого катетера, который выполнен с возможностью выполнения процедур РЧ-абляции.In some cases, after performing the cycle consisting of steps 104, 106 and 108, several times the parameter indicating the progress of the ablation procedure may not reach the target threshold. Thus, in other embodiments, processor 41 may prompt clinician 30 to apply a set of one or more additional radiofrequency (RF) ablation pulses to target tissue using catheter 21 or any other suitable catheter that is capable of performing RF ablation procedures.

Хотя примеры осуществления, описанные в настоящем документе, главным образом касаются улучшения процедур абляции с необратимой электропорацией (IRE), способы и системы, описанные в настоящем документе, можно также применять в других областях применения, например в любых других процедурах абляции, таких как, без ограничений, РЧ-абляция, применяемых на любом приемлемом органе пациента 28.While the embodiments described herein are primarily concerned with improving irreversible electroporation (IRE) ablation procedures, the methods and systems described herein can also be applied to other applications, such as any other ablation procedure such as, without restrictions, RF ablation applied to any acceptable organ of the patient 28.

Таким образом, следует понимать, что описанные выше примеры осуществления приведены лишь в качестве примера, и что настоящее изобретение не ограничено конкретно изображенным и описанным выше в настоящем документе. Напротив, объем настоящего изобретения включает в себя как комбинации, так и подкомбинации различных вышеописанных признаков, а также их варианты и модификации, которые будут очевидны специалистам в данной области после ознакомления с приведенным выше описанием и которые не были описаны на предшествующем уровне техники. Документы, включенные в настоящую заявку на патент путем ссылки, следует считать неотъемлемой частью заявки, за исключением того, что, если определение терминов в этих включенных документах противоречит определениям, сделанным явным или неявным образом в настоящем описании, следует учитывать только определения настоящего описания.Thus, it should be understood that the above-described exemplary embodiments are provided by way of example only, and that the present invention is not limited specifically to those depicted and described above herein. On the contrary, the scope of the present invention includes both combinations and subcombinations of the various features described above, as well as variations and modifications thereof, which will be apparent to those skilled in the art upon reading the above description and which have not been described in the prior art. Documents incorporated into this patent application by reference are to be considered an integral part of the application, except that if the definitions of terms in those incorporated documents conflict with definitions made explicitly or implicitly in the present description, only the definitions of the present description should be considered.

Claims (24)

1. Способ оценки развития абляции с необратимой электропорацией, при этом способ включает в себя этапы, на которых:1. A method for assessing the development of ablation with irreversible electroporation, wherein the method includes the steps of: связывают по меньшей мере пару электродов абляционного катетера с целевой тканью;linking at least a pair of electrodes of the ablative catheter to the target tissue; принимают первый биполярный сигнал, имеющий первую амплитуду, от пары электродов на первой стадии процедуры абляции, причем прием на первой стадии предусматривает прием первого биполярного сигнала перед приложением импульса необратимой электропорации (IRE) к целевой ткани;receiving a first bipolar signal having a first amplitude from a pair of electrodes in a first step of the ablation procedure, the first step receiving the first bipolar signal before applying an irreversible electroporation (IRE) pulse to the target tissue; принимают второй биполярный сигнал, имеющий вторую амплитуду, от пары электродов на второй стадии процедуры абляции, причем прием на второй стадии предусматривает прием второго биполярного сигнала после приложения IRE-импульса к целевой ткани; иreceiving a second bipolar signal having a second amplitude from a pair of electrodes in a second stage of the ablation procedure, the second stage receiving comprising receiving a second bipolar signal after applying the IRE pulse to the target tissue; and оценивают эффективность процедуры абляции, на основании первой и второй амплитуд, причемevaluate the effectiveness of the ablation procedure, based on the first and second amplitudes, and оценка эффективности предусматривает отображение по меньшей мере одного из: (i) первого численного различия между первой и второй амплитудами и (ii) второго численного различия между второй амплитудой и целевым пороговым значением.the performance evaluation includes displaying at least one of: (i) a first numerical difference between the first and second amplitudes, and (ii) a second numerical difference between the second amplitude and the target threshold. 2. Способ по п. 1, в котором оценивание эффективности предусматривает отображение первой и второй амплитуд на одном и том же графике.2. The method of claim. 1, wherein the performance evaluation involves displaying the first and second amplitudes on the same graph. 3. Способ по п. 2, в котором отображение первой и второй амплитуд предусматривает отображение первого столбика, указывающего первую амплитуду, и второго столбика, указывающего вторую амплитуду, на одном и том же графике.3. The method of claim 2, wherein displaying the first and second amplitudes includes displaying a first bar indicating a first amplitude and a second bar indicating a second amplitude on the same graph. 4. Способ по п. 3, включающий прием дополнительного первого биполярного сигнала, имеющего дополнительную первую амплитуду, и дополнительного второго биполярного сигнала, имеющего дополнительную вторую амплитуду, от дополнительной пары электродов абляционного катетера и включающий отображение дополнительного первого столбика, указывающего дополнительную первую амплитуду, и дополнительного второго столбика, указывающего дополнительную вторую амплитуду, на одном и том же графике.4. The method of claim 3, comprising receiving an additional first bipolar signal having an additional first amplitude and an additional second bipolar signal having an additional second amplitude from an additional pair of ablation catheter electrodes, and comprising displaying an additional first bar indicating the additional first amplitude, and an additional second bar indicating an additional second amplitude on the same graph. 5. Способ по п. 4, в котором пару электродов связывают с целевой тканью на первом участке, а дополнительную пару электродов связывают с целевой тканью на втором участке, отличном от первого участка, и включающий приложение к целевой ткани: (i) первого импульса необратимой электропорации (IRE) на первом участке и (ii) второго IRE-импульса на втором участке на основании одного и того же графика.5. The method of claim 4, wherein a pair of electrodes is associated with a target tissue at a first site and an additional pair of electrodes is associated with a target tissue at a second site different from the first site, and comprising applying to the target tissue: (i) a first pulse of irreversible electroporation (IRE) in the first section and (ii) a second IRE pulse in the second section based on the same graph. 6. Способ по п. 5, в котором приложение первого и второго IRE-импульсов предусматривает приложение первого IRE-импульса, который отличается от второго IRE-импульса.6. The method of claim 5, wherein applying the first and second IRE pulses includes applying a first IRE pulse that is different from the second IRE pulse. 7. Способ по п. 3, в котором отображение первой и второй амплитуд предусматривает отображение первого и второго столбиков, наложенных друг на друга.7. The method of claim 3, wherein displaying the first and second amplitudes includes displaying the first and second bars superimposed on each other. 8. Способ по п. 1, включающий проверку необходимости приложения к целевой ткани дополнительного IRE-импульса на основании оцененной эффективности, и при этом, если дополнительный IRE-импульс требуется, способ на третьей стадии процедуры абляции включает в себя этапы на которых: (i) прикладывают дополнительный IRE-импульс к целевой ткани на основании оцененной эффективности , (ii) принимают третий биполярный сигнал, имеющий третью амплитуду, от пары электродов и (iii) оценивают эффективность абляции на основании первой и третьей амплитуд.8. The method of claim. 1, including checking the need to apply an additional IRE pulse to the target tissue based on the estimated effectiveness, and in this case, if an additional IRE pulse is required, the method in the third stage of the ablation procedure includes the steps of: (i ) applying an additional IRE pulse to the target tissue based on the estimated efficiency, (ii) receiving a third bipolar signal having a third amplitude from the pair of electrodes, and (iii) evaluating the ablation efficiency based on the first and third amplitudes. 9. Система оценки развития абляции с необратимой электропорацией, содержащая:9. A system for assessing the development of ablation with irreversible electroporation, containing: процессор, который выполнен с возможностью приема от по меньшей мере пары электродов абляционного катетера, связанных с целевой тканью: (a) первого биполярного сигнала, имеющего первую амплитуду, на первой стадии процедуры абляции, причем прием на первой стадии предусматривает прием первого биполярного сигнала перед приложением импульса необратимой электропорации (IRE) к целевой ткани, и (b) второго биполярного сигнала, имеющего вторую амплитуду, на второй стадии процедуры абляции от по меньшей мере пары электродов абляционного катетера, связанных с целевой тканью, причем прием на второй стадии предусматривает прием второго биполярного сигнала после приложения IRE-импульса к целевой ткани, и при этом процессор выполнен с возможностью оценивания эффективности процедуры абляции, на основании первой и второй амплитуд, причемa processor that is configured to receive from at least a pair of ablation catheter electrodes associated with the target tissue: (a) a first bipolar signal having a first amplitude in a first stage of the ablation procedure, the first stage receiving comprising receiving a first bipolar signal prior to application an irreversible electroporation (IRE) pulse to the target tissue, and (b) a second bipolar signal having a second amplitude, in the second stage of the ablation procedure, from at least a pair of ablation catheter electrodes associated with the target tissue, wherein the reception in the second stage involves the reception of a second bipolar signal after the application of the IRE pulse to the target tissue, and the processor is configured to evaluate the effectiveness of the ablation procedure, based on the first and second amplitudes, and оценка эффективности предусматривает отображение на дисплее по меньшей мере одного из: (i) первого численного различия между первой и второй амплитудами и (ii) второго численного различия между второй амплитудой и целевым пороговым значением; иperformance evaluation includes displaying on the display at least one of: (i) a first numerical difference between the first and second amplitudes and (ii) a second numerical difference between the second amplitude and the target threshold; and дисплей, который выполнен с возможностью отображения эффективности.a display that is configured to display the efficiency. 10. Система по п. 9, в которой процессор выполнен с возможностью отображения первой и второй амплитуд на одном и том же графике для оценивания эффективности.10. The system of claim 9, wherein the processor is configured to display the first and second amplitudes on the same graph to evaluate performance. 11. Система по п. 10, в которой процессор выполнен с возможностью отображения первого столбика, указывающего первую амплитуду, и второго столбика, указывающего вторую амплитуду, на одном и том же графике.11. The system of claim 10, wherein the processor is configured to display a first bar indicating a first amplitude and a second bar indicating a second amplitude on the same graph. 12. Система по п. 11, в которой процессор выполнен с возможностью приема дополнительного первого биполярного сигнала, имеющего дополнительную первую амплитуду, и дополнительного второго биполярного сигнала, имеющего дополнительную вторую амплитуду, от дополнительной пары электродов абляционного катетера и отображения дополнительного первого столбика, указывающего дополнительную первую амплитуду, и дополнительного второго столбика, указывающего дополнительную вторую амплитуду, на одном и том же графике.12. The system of claim 11, wherein the processor is configured to receive an additional first bipolar signal having an additional first amplitude and an additional second bipolar signal having an additional second amplitude from an additional pair of ablation catheter electrodes and displaying an additional first bar indicating an additional a first amplitude, and an additional second bar indicating an additional second amplitude, on the same graph. 13. Система по п. 12, в которой пару электродов связывают с целевой тканью на первом участке, а дополнительную пару электродов связывают с целевой тканью на втором участке, отличном от первого участка, и при этом процессор выполнен с возможностью управления генератором импульсов для приложения к целевой ткани: (i) первого импульса необратимой электропорации (IRE) на первом участке и (ii) второго IRE-импульса на втором участке на основании одного и того же графика.13. The system of claim. 12, in which a pair of electrodes is associated with the target tissue at the first site, and an additional pair of electrodes is associated with the target tissue at a second site, different from the first site, and the processor is configured to control the pulse generator for application to target tissue: (i) a first irreversible electroporation (IRE) pulse at a first site and (ii) a second IRE pulse at a second site based on the same graph. 14. Система по п. 13, в которой процессор выполнен с возможностью управления генератором импульсов для приложения первого и второго IRE-импульсов, отличных друг от друга.14. The system of claim. 13, in which the processor is configured to control the pulse generator to apply the first and second IRE pulses that are different from each other. 15. Система по п. 11, в которой процессор выполнен с возможностью отображения наложенных друг на друга первого и второго столбиков.15. The system of claim 11, wherein the processor is configured to display superimposed first and second bars. 16. Система по п. 11, в которой процессор выполнен с возможностью проверки необходимости приложения дополнительного IRE-импульса к целевой ткани на основании оцениваемой эффективности, и при этом, если дополнительный IRE-импульс требуется, на третьей стадии процедуры абляции процессор выполнен с возможностью: (i) приложения дополнительного IRE-импульса к целевой ткани на основании оцененной эффективности, (ii) приема третьего биполярного сигнала, имеющего третью амплитуду, от пары электродов и (iii) оценивания эффективности абляции на основании первой и третьей амплитуд.16. The system of claim. 11, in which the processor is configured to check the need to apply an additional IRE pulse to the target tissue based on the estimated effectiveness, and at the same time, if an additional IRE pulse is required, in the third stage of the ablation procedure, the processor is configured to: (i) applying an additional IRE pulse to the target tissue based on the estimated efficacy, (ii) receiving a third bipolar signal having a third amplitude from the pair of electrodes, and (iii) estimating the ablation efficacy based on the first and third amplitudes.

Images